USB转接rs-232借口论文(6)

广西工学院鹿山学院2010届毕业论文 USB接口转RS-232接口转换器的设计

出一个包括传输的种类、方向、目标设备地址、数据量等信息的包，对应的目标设备对该包进行响应，完成主机控制器所请求的操作。USB总线在物理上是串行的，但在逻辑上，连接到USB总线上的各个设备可以独立进行操作。图1是USB-RS232转换器的设计框图。

PC主机通过USB总线与USB接口电路连接，USB总线共有4根线，两根电源，两根数据传输线。扩展的RS232接口连接在USB接口电路上，可根据实现需求决定所要扩展的RS232接口的数据。要进行USB-RS232转换器的设计，转换器首先要能响应USB总线协议所规定的请求，该工作由图1中的USB接口电路完成。一般情况下，USB接口电路是一个内含USB接口引擎的单片机（MCU），或是一个受控于通用MCU的专用USB接口芯片。这种情况下，是由MCU软件实现对USB协议请求的响应工作，及数据传输工作。USB接口电路也可采用纯硬件方式实现，如采用ASIC电路直接完成USB协议请求的响应工作，及数据传输工作。 由于USB-RS232转换器的工作目的比较单纯，没有必要采用MCU+USB接口芯片的方式，这种方式还有电路复杂的缺点，故本设计采用直接硬件电路方式来实现USBRS232转换器的设计。

3.1.8 CP2102桥接器实现USB/RS-232的转换设计：

CP2102是由美国Silicon公司设计的USB-UART专用桥接芯片，可用来设计USBRS232转换器。该芯片内含USB2.0总线收发器、USB功能控制器、内部时钟发生器、异步串行总线接口。该芯片具有自动完成USB协议所要求的总线协议请求的功能。该芯片内部还包括EEPROM，可以由工具软件修改其内容，用于设定用户自定义的厂商ID、产品ID、电源消耗信息、用户产品序列号等信息。芯片内部的UART部件功能强大，具有全部调制解调器控制信号输出，异步信号格式全兼容于PC机自带的串行接口，波特率最高可达921.6KBPS。C P 2 1 0 2 用于实现U S B - R S 2 3 2 转换器时，可实现自动全双工工作方式，自动实现在USB接口与RS232接口的双向数据传输。CP2102在USB总线一边，向主机暴露两个传输端点，一个是工作于中断传输(Interrupt)方式的输入端点，用于接收RS232总线所接收的数据。另一个端点工作于块传输(Bluk)方式，用于将写到CP2102的数据送到RS232总线上，向外发送。图2是采用CP2102设计的USB-RS232转换器的应用电路图。电路中CP2102完成USB接口功能，电源来自USB接口的VBUS，CP2102的串行输出接芯片MAX232，用于完成TTL电平到RS232电平的转换。为简化电路，没有连接CP2102输出的其它调制解调器控制信号。

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3.1.9 CP2102桥接器实现USB/RS-232的转换器的具体使用：

USB-RS232转换器将向Windows操作系统暴露一个虚拟的串行接口COMX，X由系统自

动确定，该工作由Silicon公司提供的USB驱动程序完成。这个串行接口与真实的串行接口的工作方式完全一样，在用户的应用程序中可以象控制传统串行接口一样使用。这样一来，大量的通过传统RS232接口工作的控制软件程序不需要做任何修改，即可使用USB-RS232转换器所虚拟的串口进行数据传输工作。软件可以通过Windows提供的API函数对该串口进行工作方式及波特率的设定，可以注册中断回调例程，可以进行数据收发。 使用USB-RS232转换器时，首先要安装Silicon公司的CP2102USB驱动程序。再将转换器连接到USB总线，然后用内部EEPROM编程设置工具对CP2102中的EEPROM进行设置，写入用户自定义的厂商ID、产品ID、序列号、用户描述字符等数据。之后即可使用转换器了。如果用户需要扩展多个串口，只需通过USB-HUB连接多个USB-RS232转换器到USB总线上即可，系统将自动生成多个虚拟串口供用户使用。

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